지구 온난화는 진실인가 ? - 지구의 온도는 상승하고 있는가?

3. 지구의 온도는 상승하고 있는가?

 

 

 지구 온난화 심화가 실제이고 또 이것이 인간에 의한 것이라는 이야기를 하기 위해서 지구의 온도가 얼마나 올랐는지, 그리고 그것이 인간의 활동과 관련이 있는지를 이야기 해야 할 것이다. 또 지구의 온도가 어떤 메카니즘으로 변동하는지 간단히 알아볼 필요도 있을 것이다.

 

 

 그러면 어떤 관측 결과를 근거로 지구의 온도가 오르고 있다고 이야기 하는가? 사실 필자가 생각하기에도 어린 시절과 비교하면 겨울이 다소 따뜻해지고 여름이 길어지며 봄과 가을은 다소 짧아진듯 하다. 정말 누군가의 말대로 우리나라 기후도 아열대로 변하는 것이 아닐까?

 

 

 하지만 개인적은 판단과 한 지역에서의 주관적 감상이 전 지구적 기후 변화의 근거가 될 수는 없다. 이에 대한 확실한 근거는 바로 믿을 만한 과학적 관측 기록에 의거해야 할 것이다. 불행히 인간이 이런 정확한 관측 기록을 할 수 있었던 것은 근대 이후이며 특히 믿을 만한 기록은 19세기 중반 이후이다.

 

 

 아래의 표는 1880년 이후 세계 각지에서 측정된 평균 기온의 변화를 나타낸 표이다. (1)

 

 

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(1880년에서 최근까지 관측된 기온의 평균 변화 CCL 에 따라 동일 조건하 복사 허용, 저자 표시, 상업적 이용 금지  This figure was originally prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project/ The data set used follows the methodology outlined by Hansen, J., et al. (2006) "Global temperature change". Proc. Natl. Acad. Sci. 103: 14288-14293)

 

 

 이 기록들을 토대로 지구의 온도가 지난 100년간 약 0.74 ± 0. 18 도 올랐다고 말할 수 있다. (1906년부터 2005년사이) 그러나 과학적 데이터는 해석하기 전까지 신중한 검토들이 필요하게 마련이다. 따라서 과학적 데이터 측정을 교란시킬 수 있는 모든 문제점을 철저히 검토한 이후 그 결과를 중립적으로 받아들이는 것이 중요하다.

 

 

 이 관측 기록에 대해 제기될 수 있는 문제점은 무엇일까? 여러가지가 있을 수 있지만 그 중 대표적인 것을 이야기 한다면 이 측정결과가 지구 전체의 측정 결과가 아니라는 것이다. 즉 일부 관측소의 관측 결과로 지구 전체의 온도 변화를 측정하는 것이 타당할까? 더구나 이 측정 지점이 도시와 가까울 경우 도시의 열섬 (Heat Island) 현상의 영향을 받아 온도가 상승할 여지도 있다.

 

 

 이 문제제기는 당연히 집고 넘어가야 하는 문제이다. 과학적 데이터를 받아들이기에 앞서 항상 그 관측 데이터의 수집에서 문제가 없었는지를 생각하는 것은 중요한 일이기 때문이다. 모든 가설의 근거가 되는 기반 데이터 수집 과정 자체가 문제라면 이로부터 도출된 이론과 가설은 모두 잘 못될 수 밖에 없다. 아래의 그림은 세계 각지의 주요 관측소의 위치 및 기록의 시간을 표시한 것이다. (2)

 

 

 

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(세계 각지의 주요 관측소와 기록을 시작한지 얼마나 오래 됐는지를 표시한 도표이다. (2)  CCL 에 따라 동일 조건하 복사 허용, 저자 표시, 상업적 이용 금지  This figure was originally prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project)

 

 

 

 대부분의 과학자들은 이중 신뢰할 만한 기록으로 부터 온도가 주로 상승한 시기가 1910 - 1945년, 그리고 1976년 이후라고 결론을 내렸다. 앞서 포스트에서 지적한 것과 같이 이렇게 온도가 상승했다는 데이는 90%의 이상의 관련 과학자들이 동의하고 있다. 이는 면밀한 과학적 검토와 과학자들간의 토의에 결과에 의한 것이다.

 

 

 한편 지구의 평균 표면 온도는 다른 방법으로도 측정할 수 있다. 그것은 인공위성을 이용한 측정이다. 이것은 물론 20세기 후반에서야 가능해진 방법이다. 이 관측 결과가 중요한 이유는 독립적으로 지구 표면 전체를 측정한 인공 위성의 측정 결과가 지상 관측과 일치하는지를 확인할 수 있기 때문이다.

 

 

 전혀 다른 방법을 통해 관측을 했는데도 동일한 결과가 얻어진다면 이는 실제 온도가 올랐다는 더 강력한 증거가 될 것이다. 아래는 1979년 부터 2005년까지의 관측 기록을 비교한 것이다. (3) 결과는 서로 다른 방법을 이용해도 역시 거의 동일한 수준으로 온도 상승이 기록된다는 것이다.

 

 

 

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(파란색은 지상 온도 관측 결과이다. 두개의 위성 관측 결과가 비교되었다. 빨간색은 UAH 팀이며 초록색은 RSS 팀이다. 이들의 평균을 직선으로 나타내면 서로 거의 겹치는 것을 알 수 있다. 출처 (3)  CCL 에 따라 동일 조건하 복사 허용, 저자 표시, 상업적 이용 금지  This figure was originally prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project)

 

 

 

 비록 모든 기간을 서로 대조하지는 않았지만 비교된 관측 결과가 다른 방법을 이용해도 동일하게 나왔다면 역시 같은 결론을 내릴 수 밖에 없을 것이다. 즉 지구의 온도는 오르고 있다. 사실 관측 결과가 여러번 검토하고 다른 방법을 써도 동일한 결론이 나왔다면 이 기록을 믿는 것이 가장 타당한 과학적 결론이라고 하겠다.

 

 

 따라서 지난 100년간 지구의 평균 기온이 섭씨 0.74 ± 0. 18 도 올랐다는데는 어느 정도 동의를 할 수 있을 것이다. 그러면 그 다음은 좀더 어려운 문제에 직면할 수 밖에 없다. 그것은 과연 100년 전에는 어떠했는지에 대한 것이다. 1000년전 1만년전 기온과 비교했을 때도 지금이 가장 더운 시기일까?

 

 

 이는 매우 중요한 이슈이다. 왜냐하면 지구의 평균적인 기온이 섭씨 1도 정도의 변화를 1000 년 주기로 한다고 본다면 현재의 기온 상승은 그냥 자연적인 변화일 수도 있기 때문이다. 그러나 불행히 대부분의 과학적 연구의 결론은 현재의 기온 상승이 자연적인 범위를 넘어서고 있음을 보여주고 있다.

 

 

 물론 실제 관측이 가능했던 1850년 이전에는 기록이 없기 때문에 과학자들은 간접적인 방법을 통해서만 과거의 고기후를 재구축 할 수 있다. 당연히 이 재구성은 실제로 측정한 것보다는 신빙성이 떨어진다고 하겠다. 그러나 오랜 세월 동안 과학자들은 고기후를 연구해 왔으며, 간접적인 방법이지만 어느 정도 과학적 근거를 가지고 이전의 기온을 재구성할 수 있다.

 

 

 대표적인 방법 중에 하나는 나무의 나이테를 이용한 연륜 연대학 (Dendrochronology) 이다. 이 방법은 지구상 여러 곳에서 쉽게 시행할 수 있으며, 오늘날의 나무의 종에 따른 나이테의 성장 속도와 온도와의 관계를 잘 알고 있기 때문에 어느 정도 믿을 수 있는 데이터를 보여 준다.

 

 

 

(연륜 연대학에 쓰이는 드릴과 샘플  CCL 에 따라 동일 조건하 복사 허용, 저자 표시   저자 Hannes Grobe 19:03, 3 September 2006 (UTC))

 

 

 

 오늘날 시행된 연구의 결과의 상당수는 지난 천년간 기온 중 지금이 가장 더운 시기라는 결론을 내리고 있다. (4) 그러나 이 방법에 의한 관측 결과에 의문을 제기하는 과학자 그룹도 존재하기는 한다. (5)

 

 

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(재구성된 지난 2000년 간의 기후 변화 중세 문명의 발달을 가져온 중세 온난기와 그 이후의 소빙기 이후 현재가 지난 2000년간에 가장 더운 시기임을 시사한다. 여러가지 색의 그래프는 각기 다른 연구팀들의 결과를 합친 것이기 때문이다. (6) CCL 에 따라 동일 조건하 복사 허용, 저자 표시, 상업적 이용 금지  This figure was originally prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project)

 

 

 하지만 다른 간접적인 측정 방법인 산호의 성장 및 빙핵 (ice core) 의 분석에서도 이와 비슷한 결론을 얻었다는 것은 의미심장하다. (7) 앞서 이야기 했듯이 서로 다른 방법을 동원해도 비슷한 관측 결과가 도출된다면 이 결과들이 모두 잘못되었다는 결론 보다는 실제로 지금이 가장 더운 시기라는 과학적 결론을 내리는 것이 가장 타당한 과학적 결론일 것이다. 위의 도표 처럼 여러 연구팀의 결과가 서로 일치하는 경우는 더욱 그렇다. 그러나 좀더 정확한 데이터를 산출하는 것은 앞으로도 필요할 수 있다.

 

 

 고기후를 연구하는 과학자들은 빙핵에서 추출한 중수소의 비율등을 이용한 간접적인 방법으로 지구의 온도를 측정할 수 있다. 과거 65만년간 지구의 기후는 5차례 빙하기와 간빙기를 변경해오면서 현재의 간빙기에 이르고 있다. 이 주기는 약 11만년으로 나중에 설명할 밀란코비치 사이클과 일치한다. (8) 아래 그래프를 참조하자.

 

 

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(다른 색의 그래프는 다른 팀에 의한 연구 결과이다. EPICA 와 Vostok 두개의 연구 결과와 지구상 얼음의 볼륨의 그래프가 서로 일치하는 것을 알 수 있다. 과학적 데이터는 재현성에 중요성이 있으므로 이렇게 다시 측정해도 비슷한 결과가 나오는 것은 중요하다. CCL 에 따라 동일 조건하 복사 허용, 저자 표시, 상업적 이용 금지  This figure was originally prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project)

 

 

 

 위의 그래프롤 보면 알수있지만 사실 현재가 지난 50만간에서 가장 더운 시기는 아니다. 과학자들은 이보다 더 더운 시기도 있었다는 것을 알고 있다. 그런데 왜 현재의 기온 상승을 문제 삼을까 ? 그것은 속도와 기후 변화에 따른 환경 변화를 들수 있다.

 

 

 예를 들어 과거 기후가 변동할 때도 그 폭은 빨라야 100년에 0.1 도 정도였다. 그러나 현재는 100 년에 0.74도라는 유래없는 속도로 진행되고 있으며 그것도 최근에는 점점 더 빨라지는 추세다. 이는 지구 생태계에 어마어마한 충격을 줄 것이다.

 

 

 두번째로 현재의 인류 문명이 지금 정도의 기온에 최적화 되어 있다는 것이다. 위의 그래프를 보면 알겠지만 현재 기온은 빙하기 시대에 비교해서 평균 5도 더 상승했을 뿐이다. 그러나 빙하시대에 비교했을 때 현재의 해수면은 70 미터나 상승한 상태이다. 앞으로 평균 5도가 더 상승한다면 해수면 상승 속도는 엄청날 수도 있다. 물론 기후 변동도 극심할 것이다.

 

 

 현재 과학계에서는 20세기 이후 지구의 기온이 상승했다는데에 대해서는 거의 의견의 일치를 본 상태라고 할 수 있다. 이보다는 의견의 일치가 덜하지만 지금이 적어도 1300년 이내에 가장 더운 시기라는 것도 학계의 지지를 받고 있다. 문제는 현재의 추세는 점처 더워지는 정도가 가속도가 붙는다는 것이다. 따라서 온도는 앞으로 더 크게 상승할 가능성이 높다.

 

 

 그렇다면 이게 정말 인간의 활동이 원인일까 아니면 자연적인 주기의 변동에 의한 것일까? 다음에는 그 이야기를 하려고 한다.

 

 

 

 (참고 문헌)

  

 

  (1) Brohan, P., J.J. Kennedy, I. Harris, S.F.B. Tett and P.D. Jones, 2006: Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: a new dataset from 1850. J. Geophysical Research 111, D12106

 (2) Vose, R. S., Richard L. Schmoyer, Peter M. Steurer, Thomas C. Peterson, Richard Heim, Thomas R. Karl, and J. Eischeid (1992). The Global Historical Climatology Network: long-term monthly temperature, precipitation, sea level pressure, and station pressure data. Oak Ridge, Tennessee: Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory. 등

(3) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Satellite_Temperatures.png

(4) Climate Change 2001: The Scientific Basis

(5) Bradley, Hughes and Mann et al Northern Hemisphere temperatures during the past millennium: inferences, uncertainties, and limitations (Geophys. Res. Lett. 26, 759–762; 1999)

(6) http://en.wikipedia.org/wiki/File:2000_Year_Temperature_Comparison.png

(7) United Nations Environment Programme

(8) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ice_Age_Temperature.png

 

 

 

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[출처] 지구 온난화는 진실인가 ? - 지구의 온도는 상승하고 있는가?|작성자 고든